生物氧化工艺
生物氧化工艺是使用自然界中的微生物,优选出嗜硫、铁的沒矿菌株,经过适应性培育、驯化,在适合的环境下,使用这些微生物推陈出新的直接作用或代谢产品的直接作用,然后直接或直接氧化和分化硫化矿基体,将包裹金的黄铁矿、砷黄铁矿等有害成分损坏,使金充沛露出出来,然后为随后的化提金工艺发明有利的条件,完成髙效的收回。一起,在氧化进程中,矿石中对环境构成污染的有害元素砷、硫等分化成相对安稳的无害盐类物质,经中和沉积后堆存,对环境及大气不发作污染。
1.1生物氧化工艺的基本原理
直接作用就是指浸矿细菌附着矿石表面与矿石中的硫化矿藏发作作用,使矿藏氧化溶解。以氧化亚铁硫杆菌为例,在有氧及水存在的情况下,对黄铁矿将会有如下反响:
直接作用则是指矿石在细菌代谢进程中所发作的硫酸高铁和硫酸作用下发作化学溶解作用。黄铁矿 的化学浸出反响是:
FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O→15FeSO4 + 8H2SO4 (3)
而反响所发作的硫酸亚铁又被细菌氧化成为硫酸铁,构成新的氧化剂,使这种直接作用不断进行下去:
4FeSO4 + O2 + 2H2SO4→2Fe2(SO4)3 + 2H2O (4)
直接作用和直接作用往往是一起存在的,不过有时以直接作用为主,有时又以直接作用为主。
1.2生物氧化工艺技能特色
(1)该工艺在出产进程中不会发作烟尘,不向大气排放有害气体,对环境愈加友爱。
(2)出产工艺大部分选用惯例的矿藏处理设备,设备制作批量化比较简单。
(3)可经过操控氧化作业参数或条件,挑选性地氧化意图矿藏,到达高效的浸出作用。
(4)因为氧化进程是在酸性溶液中进行,氧化反响槽需求防腐或选用不锈钢原料。
(5)现在没有适宜的工艺归纳收回伴生的有价元素。
(6)工程菌扩大周期长,工艺出产要求的连续性强。
生物氧化准则流程见图1。
1.3国内外生物氧化技能的开发和使用现状
现在生物氧化工艺主要有难处理金精矿生物拌和浸出、难处理原矿生物拌和浸出、原矿生物堆浸三种办法。金精矿拌和浸金收回率最髙,浸出周期短,一般为6d左右,生物氧化反响系统出资花费较少。但随着资源的日益贫化,矿石档次下降,在用其他办法从经济上不能有效地提取时,原矿生物气化堆浸越来越引起人们留意。
国外最早开发使用生物氧化工艺的南非Gencor公司于1988年将其开发的生物氧化工程化技能注册为BIOX工艺流程,并向世界上7家以上的出产厂进行了技能转让;南非国家矿冶研究院(Mintek)开发并注册了MINBAC生物氧化技能;澳大利亚Bac Tech有限公司开发了Bac Tech生物工程技能;别的,Mint-ek还与BacTech一起协作,将其开发的生物氧化技能用高额的技能转让费向开展中国家进行推行。因而,在20世纪曾经,生物氧化提金技能在工程化使用方面基本上由国外坚持领先水平。
南非Barberton矿山公司的Fair View金矿于1912年投产。该矿石中97%的金是以微细粒浸染在黄铁矿与毒砂中。经过选用生物氧化工艺后,其金的浸出率由直接化浸出的35%提高到95%。其生物氧化 操控的条件为:反响温度40T,pH值为1.6,氧浓度2xl0-4%~4xl0-4%(2~4PPm),增加的养分基为钾、氮、磷,矿浆浓度为12%。
美国的NEWM0NT公司则成功开发了低档次难处理金矿原矿生物堆浸预处理技能。原矿首要破碎到18mm,使矿石有满足的表面积,在筑堆进程中就需求向矿石中加养分液,并且要确保满足的空气,经过270d今后进行中和,然后进行惯例的堆浸。其金的收回率由生物氧化前的20%提高到60%。
我国对生物氧化提金技能的使用研究起步于国家的“九五”科技攻关方案,2000年12月,由长春黄金研究院(CCGRI)全面担任生物氧化工艺技能、生物菌种转让及工业出产调试的50t/d生物提金厂在山东烟台黄金冶炼厂建成投产,成为国内真实意义上的首座生物提金工业出产厂。2003年7月辽宁天利金业有限责任公司生物氧化厂正式投入出产运转。成为我国自行研发、自行规划、自行建造、具有彻底独当一面知识产权的演示工程。该厂自投产运转至今,出产运转安稳,各项经济技能指标均已超越规划要求。现在处理量为150t/d (超越原规划的50%),金、银收回率均匀到达96. 32%和81. 31%,出产成本操控在280元/t左右[3]。经过国内自主知识产权技能的推进,使生物氧化提金技能成为近几年在国内矿产资源开发使用领域中使用速度快、成熟期短,并已进入国际先进水平的高新技能之一,也使我国成为具有生物提金厂数量最多的国家。
因为生物氧化与焙烧、压热和化学氧化工艺比较,具有资源使用率髙,环境污染小,对杂乱的含砷、含硫、微细包裹型金精矿(或含金矿石)的适应性强,并且出产工艺运转安稳牢靠,操作易于把握,工艺基建和出产费用低一级长处,该工艺成为近年来在黄金技能领域中开展最敏捷和最具有使用远景的一项高新技能。
生物氧化工艺是使用自然界中的微生物,优选出嗜硫、铁的沒矿菌株,经过适应性培育、驯化,在适合的环境下,使用这些微生物推陈出新的直接作用或代谢产品的直接作用,然后直接或直接氧化和分化硫化矿基体,将包裹金的黄铁矿、砷黄铁矿等有害成分损坏,使金充沛露出出来,然后为随后的化提金工艺发明有利的条件,完成髙效的收回。一起,在氧化进程中,矿石中对环境构成污染的有害元素砷、硫等分化成相对安稳的无害盐类物质,经中和沉积后堆存,对环境及大气不发作污染。
1.1生物氧化工艺的基本原理
直接作用就是指浸矿细菌附着矿石表面与矿石中的硫化矿藏发作作用,使矿藏氧化溶解。以氧化亚铁硫杆菌为例,在有氧及水存在的情况下,对黄铁矿将会有如下反响:
直接作用则是指矿石在细菌代谢进程中所发作的硫酸高铁和硫酸作用下发作化学溶解作用。黄铁矿 的化学浸出反响是:
FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O→15FeSO4 + 8H2SO4 (3)
而反响所发作的硫酸亚铁又被细菌氧化成为硫酸铁,构成新的氧化剂,使这种直接作用不断进行下去:
4FeSO4 + O2 + 2H2SO4→2Fe2(SO4)3 + 2H2O (4)
直接作用和直接作用往往是一起存在的,不过有时以直接作用为主,有时又以直接作用为主。
1.2生物氧化工艺技能特色
(1)该工艺在出产进程中不会发作烟尘,不向大气排放有害气体,对环境愈加友爱。
(2)出产工艺大部分选用惯例的矿藏处理设备,设备制作批量化比较简单。
(3)可经过操控氧化作业参数或条件,挑选性地氧化意图矿藏,到达高效的浸出作用。
(4)因为氧化进程是在酸性溶液中进行,氧化反响槽需求防腐或选用不锈钢原料。
(5)现在没有适宜的工艺归纳收回伴生的有价元素。
(6)工程菌扩大周期长,工艺出产要求的连续性强。
生物氧化准则流程见图1。
1.3国内外生物氧化技能的开发和使用现状
现在生物氧化工艺主要有难处理金精矿生物拌和浸出、难处理原矿生物拌和浸出、原矿生物堆浸三种办法。金精矿拌和浸金收回率最髙,浸出周期短,一般为6d左右,生物氧化反响系统出资花费较少。但随着资源的日益贫化,矿石档次下降,在用其他办法从经济上不能有效地提取时,原矿生物气化堆浸越来越引起人们留意。
国外最早开发使用生物氧化工艺的南非Gencor公司于1988年将其开发的生物氧化工程化技能注册为BIOX工艺流程,并向世界上7家以上的出产厂进行了技能转让;南非国家矿冶研究院(Mintek)开发并注册了MINBAC生物氧化技能;澳大利亚Bac Tech有限公司开发了Bac Tech生物工程技能;别的,Mint-ek还与BacTech一起协作,将其开发的生物氧化技能用高额的技能转让费向开展中国家进行推行。因而,在20世纪曾经,生物氧化提金技能在工程化使用方面基本上由国外坚持领先水平。
南非Barberton矿山公司的Fair View金矿于1912年投产。该矿石中97%的金是以微细粒浸染在黄铁矿与毒砂中。经过选用生物氧化工艺后,其金的浸出率由直接化浸出的35%提高到95%。其生物氧化 操控的条件为:反响温度40T,pH值为1.6,氧浓度2xl0-4%~4xl0-4%(2~4PPm),增加的养分基为钾、氮、磷,矿浆浓度为12%。
美国的NEWM0NT公司则成功开发了低档次难处理金矿原矿生物堆浸预处理技能。原矿首要破碎到18mm,使矿石有满足的表面积,在筑堆进程中就需求向矿石中加养分液,并且要确保满足的空气,经过270d今后进行中和,然后进行惯例的堆浸。其金的收回率由生物氧化前的20%提高到60%。
我国对生物氧化提金技能的使用研究起步于国家的“九五”科技攻关方案,2000年12月,由长春黄金研究院(CCGRI)全面担任生物氧化工艺技能、生物菌种转让及工业出产调试的50t/d生物提金厂在山东烟台黄金冶炼厂建成投产,成为国内真实意义上的首座生物提金工业出产厂。2003年7月辽宁天利金业有限责任公司生物氧化厂正式投入出产运转。成为我国自行研发、自行规划、自行建造、具有彻底独当一面知识产权的演示工程。该厂自投产运转至今,出产运转安稳,各项经济技能指标均已超越规划要求。现在处理量为150t/d (超越原规划的50%),金、银收回率均匀到达96. 32%和81. 31%,出产成本操控在280元/t左右[3]。经过国内自主知识产权技能的推进,使生物氧化提金技能成为近几年在国内矿产资源开发使用领域中使用速度快、成熟期短,并已进入国际先进水平的高新技能之一,也使我国成为具有生物提金厂数量最多的国家。
因为生物氧化与焙烧、压热和化学氧化工艺比较,具有资源使用率髙,环境污染小,对杂乱的含砷、含硫、微细包裹型金精矿(或含金矿石)的适应性强,并且出产工艺运转安稳牢靠,操作易于把握,工艺基建和出产费用低一级长处,该工艺成为近年来在黄金技能领域中开展最敏捷和最具有使用远景的一项高新技能。